(57)【要約】【課題】目標パージ量を適切に制御する。【解決手段】内燃機関の蒸発燃料制御装置は、パージ制御弁を介してパージされる蒸発燃料の量を積算し、パージ積算量を算出する手段と、目標空燃比を含み、かつパージ積算量に応じた大きさを持つよう空燃比範囲を設定する空燃比範囲設定手段と、検出された内燃機関の実空燃比が、該設定された空燃比範囲外にあるならば、目標パージ量の増加を禁止する手段と、を備える。パージ積算量に応じて、すなわちダイレクトパージされる割合に応じて、空燃比範囲を設定することにより、ダイレクトパージによる空燃比の変動を回避するよう目標パージ量を制御することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料供給系で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、該キャニスタと該内燃機関の吸気系とを接続する通路に設けられたパージ制御弁と、該内燃機関の実空燃比を検出する検出手段と、目標パージ量に基づいて該パージ制御弁を制御する制御手段とを備える、蒸発燃料を制御する装置であって、
前記パージ制御弁を介してパージされる蒸発燃料の量を積算し、パージ積算量を算出する手段と、
目標空燃比を含み、かつ前記パージ積算量に応じた大きさを持つよう空燃比範囲を設定する空燃比範囲設定手段と、
前記検出手段により検出された前記内燃機関の実空燃比が、前記設定された空燃比範囲外にあるならば、前記目標パージ量の増加を禁止する手段と、
を備える、蒸発燃料の制御装置。
【請求項２】
前記空燃比範囲設定手段は、前記パージ積算量が増えるにつれ、前記空燃比範囲の大きさを小さくする、
請求項１に記載の蒸発燃料の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の燃料供給系で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、該キャニスタと該内燃機関の吸気系とを接続する通路に設けられたパージ制御弁と、該内燃機関の実空燃比を検出する検出手段と、目標パージ量に基づいて該パージ制御弁を制御する制御手段とを備える、蒸発燃料を制御する装置であって、
前記パージ制御弁を介してパージされる蒸発燃料の量を積算し、パージ積算量を算出する手段と、
前記検出手段により検出された実空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するための空燃比補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記パージが行われていない時に前記補正係数算出手段によって算出された前記空燃比補正係数の値を含み、かつ前記パージ積算量に応じた大きさを持つよう、補正係数範囲を設定する補正係数範囲設定手段と、
前記パージが行われている時、前記補正係数算出手段によって算出された前記空燃比補正係数の値が、前記設定された補正係数範囲外にあるならば、該空燃比補正係数が該補正係数範囲内に収まるよう前記目標パージ量を増減する手段と、
を備える、蒸発燃料の制御装置。
【請求項４】
前記補正係数範囲設定手段は、前記パージ積算量が増えるにつれ、前記補正係数範囲の大きさを小さくする、
請求項３に記載の蒸発燃料の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の吸気系にパージする蒸発燃料を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）には、燃料タンクから燃料噴射弁を介して燃料が供給される。一方、該燃料供給系で発生した蒸発燃料は、エンジンの吸気系にパージされる。
【０００３】
下記の特許文献１には、エンジンへの燃料供給量に基づいて目標パージ量を設定する手法が記載されている。さらに、該目標パージ量を、蒸発燃料の濃度で補正する手法が記載されている。目標パージ量に基づいて、パージされる蒸発燃料の量が制御される。
【特許文献１】特許第３３８５９１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パージされる蒸発燃料は、エンジンの空燃比に影響を与える。フィードバック制御により空燃比を安定的に制御するために、パージされる蒸発燃料の量を適切に制御するのが好ましい。
【０００５】
上記の特許文献１に記載の手法では、目標パージ量を、蒸発燃料の濃度に基づいて補正している。蒸発燃料の濃度は、たとえば蒸発燃料が通過する通路にセンサを設けることにより検出することができるが、これは、追加のセンサを必要とするのでコスト高を招く。また、蒸発燃料の濃度を推定する手法が提案されているが、この推定値に誤差が含まれると、目標パージ量にも誤差が含まれる。また、該濃度の推定には、実際に蒸発燃料をパージすることが必要とされる。アイドル運転時には、パージの実行により、エンジンの燃焼状態を不安定にさせるおそれがある。
【０００６】
したがって、フィードバック制御により空燃比を安定的に制御することを可能にしつつ、蒸発燃料の濃度を用いることなく目標パージ量を適切に制御することができる装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一つの側面によると、内燃機関の燃料供給系で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、該キャニスタと該内燃機関の吸気系とを接続する通路に設けられたパージ制御弁と、該内燃機関の実空燃比を検出する検出手段と、目標パージ量に基づいて該パージ制御弁を制御する制御手段とを備える、蒸発燃料を制御する装置は、さらに、パージ制御弁を介してパージされる蒸発燃料の量を積算し、パージ積算量を算出する手段と、目標空燃比を含み、かつ該パージ積算量に応じた大きさを持つよう空燃比範囲を設定する空燃比範囲設定手段と、検出手段により検出された内燃機関の実空燃比が、該設定された空燃比範囲外にあるならば、目標パージ量の増加を禁止する手段と、を備える。
【０００８】
キャニスタに吸着されている燃料の量が低下すると、燃料供給系からの蒸発燃料が該キャニスタに吸着されることなくパージされる状態（ダイレクトパージ）が生じる。ダイレクトパージは、キャニスタに吸着されている燃料のパージ（キャニスタパージ）に比べ、空燃比に比較的大きな変動を生じさせるおそれがある。パージ積算量に応じて、キャニスタパージに対するダイレクトパージの割合が変化する。この発明によれば、パージ積算量に応じた大きさを持つよう空燃比範囲を設定するので、ダイレクトパージによる空燃比の変動を回避するよう目標パージ量を制御することができる。
【０００９】
この発明の一実施形態によると、パージ積算量が増えるにつれ、空燃比範囲の大きさは小さくされる。こうして、キャニスタパージに対するダイレクトパージの割合が増えるにつれ、目標パージ量を増加する条件を厳しくする。
【００１０】
この発明の他の側面によると、内燃機関の燃料供給系で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、該キャニスタと該内燃機関の吸気系とを接続する通路に設けられたパージ制御弁と、該内燃機関の実空燃比を検出する検出手段と、目標パージ量に基づいて該パージ制御弁を制御する制御手段とを備える、蒸発燃料を制御する装置は、さらに、パージ制御弁を介してパージされる蒸発燃料の量を積算し、パージ積算量を算出する手段と、検出手段により検出された実空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するための空燃比補正係数を算出する補正係数算出手段と、パージが行われていない時に該補正係数算出手段によって算出された空燃比補正係数の値を含み、かつ該パージ積算量に応じた大きさを持つよう、補正係数範囲を設定する補正係数範囲設定手段と、パージが行われている時、該補正係数算出手段によって算出された空燃比補正係数の値が、該設定された補正係数範囲外にあるならば、該空燃比補正係数が該補正係数範囲内に収まるよう目標パージ量を増減する手段と、を備える。
【００１１】
この発明によれば、パージ積算量に応じて補正係数範囲を設定するので、キャニスタパージに対するダイレクトパージの割合に応じて、空燃比の変動がより抑制されるよう、目標パージ量を増減することができる。
【００１２】
この発明の一実施形態によると、パージ積算量が増えるにつれ、補正係数範囲の大きさは小さくされる。こうして、キャニスタパージに対するダイレクトパージの割合が増えるにつれ、空燃比の変動がより抑制されるように、目標パージ量を細かく制御する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の実施形態に従う、エンジンおよびその制御装置の全体構成図である。
【００１４】
電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）という）５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）５ｂを備えるコンピュータである。ＥＣＵ５は、メモリ５ｃを備えており、該メモリ５ｃは、車両の様々な制御を実現するためのコンピュータ・プログラムおよび該プログラムの実施に必要なマップを格納する読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）と、ＣＰＵ５ｂの演算のための作業領域を提供し、プログラムおよびデータを一時的に格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備えている。さらに、ＥＣＵ５は、車両の各部から送られてくるデータを受け取入れる入力インターフェース５ａ、および車両の各部に制御信号を送る出力インターフェース５ｄを備えている。
【００１５】
エンジン１は、例えば４気筒を備えるエンジンであり、吸気管２が連結されている。吸気管２の上流側にはスロットル弁３が配されており、スロットル弁３に連結されたスロットル弁開度センサ（θＴＨ）４は、スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力してＥＣＵ５に供給する。
【００１６】
燃料噴射弁６は、エンジン１とスロットル弁３の間に気筒毎に設けられ、ＥＣＵ５からの制御信号によって開弁時間が制御される。燃料供給管７は、燃料噴射弁６および燃料タンク９を接続し、その途中に設けられた燃料ポンプ８が、燃料を燃料タンク９から燃料噴射弁６に供給する。図示しないレギュレータが、ポンプ８と燃料噴射弁６の間に設けられ、吸気管２から取り込まれる空気の圧力と、燃料供給管７を介して供給される燃料の圧力との間の差圧を一定にするよう動作して、燃料の圧力が高すぎるときは図示しないリターン管を通して余分な燃料を燃料タンク９に戻す。こうして、スロットル弁３を介して取り込まれた空気は、吸気管２を通り、燃料噴射弁６から噴射される燃料と混合してエンジン１のシリンダ（図示せず）に供給される。
【００１７】
吸気管圧力（ＰＢ）センサ１３および吸気温（ＴＡ）センサ１４は、スロットル弁３の下流側に装着されており、それぞれ吸気管圧力ＰＢおよび吸気温ＴＡを検出し、それをＥＣＵ５に送る。
【００１８】
エンジン１には、クランク角センサ１７が設けられている。クランク角センサ１７は、クランクシャフト（図示せず）の回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ５に出力する。
【００１９】
ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（たとえば、３０度）で出力されるパルス信号である。ＥＣＵ５は、該ＣＲＫ信号に応じ、エンジン１の回転数ＮＥを算出する。ＴＤＣ信号は、ピストン（図示せず）のＴＤＣ位置に関連したクランク角度で出力されるパルス信号である。
【００２０】
エンジン水温（ＴＷ）センサ１８は、エンジン１のシリンダブロックの冷却水が充満した気筒周壁（図示せず）に取り付けられ、エンジン冷却水の温度ＴＷを検出し、それをＥＣＵ５に送る。
【００２１】
エンジン１には排気管１２が接続され、排気管１２の途中に設けられた排気ガス浄化装置である触媒（図示せず）を介して排気する。触媒の上流に設けられたＬＡＦセンサ１９は広域空燃比センサであり、リーンからリッチにわたる範囲においてエンジン１の実空燃比を検出し、それをＥＣＵ５に送る。
【００２２】
次に、蒸発燃料処理系４０について説明する。燃料タンク９は、チャージ通路３１を介してキャニスタ３３に接続され、燃料タンク９からの蒸発燃料が、キャニスタ３３に移動することができるようになっている。チャージ通路３１には、機械式の二方向弁３５が設けられている。二方向弁３５は、タンク内圧が大気圧より第１の所定圧以上高いときに開く正圧弁と、タンク内圧がキャニスタ３３の圧力より第２の所定圧以上低いとき開く負圧弁を備える。
【００２３】
二方向弁をバイパスするバイパス通路３１ａが設けられている。バイパス通路３１ａには、電磁弁であるバイパス弁３６が設けられる。バイパス弁３６は、通常は閉弁状態にあり、ＥＣＵ５からの制御信号に従って開弁する。
【００２４】
キャニスタ３３は、燃料蒸気を吸着する活性炭を内蔵し、通路３７を介して大気に連通する吸気口（図示せず）を持つ。通路３７の途中には、ベントシャット弁３８が設けられる。ベントシャット弁３８は、通常は開弁状態にあり、ＥＣＵ５からの制御信号に従って閉弁する。
【００２５】
キャニスタ３３は、パージ通路３２を介して吸気管２のスロットル弁３の下流側に接続される。パージ通路３２の途中には電磁弁であるパージ制御弁３４が設けられ、キャニスタ３３に吸着された燃料が、パージ制御弁３４を介してエンジンの吸気系に適宜パージされる。パージ制御弁３４は、ＥＣＵ５からの制御信号に基づいてデューティ制御され、吸気系にパージする蒸発燃料の量を制御する。
【００２６】
各種センサからの入力信号はＥＣＵ５の入力インターフェース５ａに渡される。入力インターフェース５ａは、受け取ったアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＣＰＵ５ｂは、変換されたデジタル信号を処理し、メモリ５ｃに格納されているプログラムに従って演算を実行し、車両の様々なアクチュエータに送る制御信号を作り出す。この制御信号は出力インターフェース５ｄに送られ、出力インターフェース５ｄは、たとえば、燃料噴射弁６、パージ制御弁３４、バイパス弁３６およびベントシャット弁３８のアクチュエータに制御信号を送る。
【００２７】
ここで、本願発明の原理を説明する。前述したように、パージ制御弁３４は、デューティ制御される。ダイレクトパージが行われるとき、燃料タンク９からの蒸発燃料は、パージ制御弁３４が開いていれば、遮られることなくキャニスタ３３を通過してパージされるが、パージ制御弁３４が閉じていれば、その流れがキャニスタ３３で一旦遮られる。遮られた後にパージされた蒸発燃料の濃度は、遮られることなくパージされた蒸発燃料の濃度よりも濃くなる。パージ制御弁３４のデューティ制御に起因するこのような濃度の不均一性は、空燃比に変動を生じさせるおそれがある。ダイレクトパージされる蒸発燃料が増えるほど、空燃比の変動が大きくなるおそれがある。
【００２８】
本願発明の一実施形態によれば、ダイレクトパージが行われている状態を、パージ積算量を用いて検出する。ダイレクトパージされる割合が増えるにつれ、目標パージ量を増加する条件を厳しくする。こうして、ダイレクトパージによる空燃比の変動を回避する。
【００２９】
さらに、本願発明の一実施形態によれば、ダイレクトパージされる割合が増えるにつれ、目標パージ量の増減をきめ細かく制御する。こうして、実空燃比の目標空燃比に対する変動をより抑制することができるようにする。
【００３０】
以上のような目標パージ量の制御は、空燃比の安定化を図りつつ、蒸発燃料を有効に活用してエミッションおよび燃費を向上させることができる。
【００３１】
図２は、この発明の一実施形態に従う、蒸発燃料を制御する装置のブロック図である。示されるブロックの機能は、典型的には、ＥＣＵ５のメモリ５ｃに格納されたプログラムにより実現される。代替的に、ハードウェアにより、またはハードウェアとプログラムの組み合わせにより該機能を実現してもよい。
【００３２】
パージ積算量算出部５１は、パージ積算量ＱＰＧＳＭＥＶＲを算出する。パージ積算量は、パージ制御弁３４を介して吸気管にパージされる蒸発燃料の量（最終パージ量ＱＰＧＦ）を積算した値である。
【００３３】
パージ状態判別部５２は、パージ積算量ＱＰＧＳＭＥＶＲに基づいて、今回のサイクルにおける蒸発燃料のパージの形態を判別する。具体的には、パージ状態判別部５２は、パージされる蒸発燃料について、キャニスタパージに対するダイレクトパージの割合を示す状態コードＫＥＶＲＳＴＸを求める。
【００３４】
パージ積算量が大きくなるにつれ、キャニスタに吸着されている燃料の量が減るので、ダイレクトパージの割合が大きくなる。パージ積算量が、キャニスタに吸着可能な燃料の量を上回ると、ダイレクトパージのみが行われる。
【００３５】
第１の範囲設定部５３は、ＫＰＧＴ加算許可判断部５４により用いられる、空燃比についての第１の範囲を設定する。第１の範囲は、目標空燃比ＫＣＭＤを含むよう設定される。目標空燃比ＫＣＭＤは、たとえば、エンジンの負荷等を含むエンジンの運転状態に基づいて設定されることができる。第１の範囲の幅（大きさ）は、パージ積算量ＱＰＧＳＭＥＶＲに応じて設定される。パージ積算流量ＱＰＧＳＭＥＶＲが大きいほど、すなわちダイレクトパージの割合が大きいほど、第１の範囲の幅が小さくなるよう設定される。
【００３６】
ＫＰＧＴ加算許可判断部５４は、実空燃比ＫＡＣＴが第１の範囲に収まっているかどうかを判断する。実空燃比ＫＡＣＴは、ＬＡＦセンサ１９（図１）の検出値から得られることができる。加算許可判断部５４は、実空燃比ＫＡＣＴが第１の範囲に収まっていれば、パージ絞り係数ＫＰＧＴの加算を許可するため、許可フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤを１に設定する。加算許可判断部５４は、実空燃比ＫＡＣＴが第１の範囲に収まっていなければ、パージ絞り係数ＫＰＧＴの加算を禁止するため、許可フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤをゼロに設定する。パージ絞り係数ＫＰＧＴは、目標パージ量に対する補正係数であり、この実施例ではゼロと１の間の値をとる。ＫＰＧＴの値が大きいほど、目標パージ量は大きくなる。
【００３７】
こうして、実空燃比が第１の範囲内に収まっている限り、目標パージ量を増やすことができる。したがって、フィードバック制御によって実空燃比が目標空燃比近傍で安定している限り、パージする蒸発燃料の量を増やして、蒸発燃料を効率的に使用することができる。
【００３８】
第１の範囲の幅は、パージ積算流量が増えるほど、すなわちダイレクトパージの割合が大きくなるほど、狭められる。第１の範囲の幅を狭くするほど、目標パージ量の増加条件が厳しくなる。目標パージ量の増加条件を厳しくすることにより、ダイレクトパージによって空燃比に変動が生じることを回避することができる。
【００３９】
第２の範囲設定部５５は、ＫＰＧＴ演算形態決定部５６により用いられる、空燃比補正係数についての第２の範囲を設定する。第２の範囲は、パージ無し空燃比補正係数ＫＲＥＦＸを含むよう設定される。第２の範囲の幅（大きさ）は、パージ積算量ＱＰＧＳＭＥＶＲに応じて設定される。パージ積算流量ＱＰＧＳＭＥＶＲが大きいほど、すなわちダイレクトパージの割合が大きいほど、第２の範囲の幅が小さくなるよう設定される。
【００４０】
演算形態決定部５６は、パージ有り空燃比補正係数ＫＡＦが、第２の範囲に収まっているかどうかを判断する。空燃比補正係数は、実空燃比を目標空燃比に収束させるよう燃料噴射量を補正するための係数であり、空燃比フィードバック制御において算出される。ＫＲＥＦＸは、パージが実行されていない時の空燃比補正係数を示し、たとえばパージを開始する前に算出される。ＫＡＦは、パージが実行されている時の空燃比補正係数を示す。ＫＡＦのＫＲＥＦＸに対する差は、パージによる空燃比への影響を示す。該差を観察することにより、パージによって空燃比がリッチ方向に変化したか、リーン方向に変化したかを見極めることができる。
【００４１】
パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲内に収まっているならば、パージを実行しつつ、フィードバック制御により空燃比が安定していることを示す。よって、演算形態決定部５６は、目標パージ量を維持するため、ＫＰＧＴの値を維持する。パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲の下限しきい値を下回っているときは、空燃比をリーンに向けて変化させるためＫＰＧＴを減らし、これによって目標パージ量を減らす。パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲の上限しきい値を上回っているときは、空燃比をリッチに向けて変化させるためＫＰＧＴを増やし、これによって目標パージ量を増やす。このような目標パージ量の増減により、空燃比を目標空燃比に向けて変化させ、パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲内に収まるようにする。演算形態決定部５６は、ＫＰＧＴについて決定した演算形態に対応するコードＰＧＲＣＭＯＤを出力する。
【００４２】
こうして、パージ有り空燃比補正係数ＫＡＦが第２の範囲を逸脱したならば、実空燃比を目標空燃比に収束させるよう目標パージ量が制御される。
【００４３】
第２の範囲の幅は、パージ積算量が増えるほど、すなわちダイレクトパージされる割合が大きくなるほど、狭められる。第２の範囲の幅を狭くするほど、目標パージ量を増減する条件が緩くなる。目標パージ量を増減する条件が緩くなるので、目標パージ量をきめ細かく制御することができる。このようなきめ細かい制御により、実空燃比の目標空燃比に対する偏差がダイレクトパージによって広がることを防ぐことができる。
【００４４】
ＫＰＧＴ演算部５７は、演算コードＰＧＲＣＭＯＤおよび許可フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤに従い、ＫＰＧＴの加算、減算または維持を実行する。ＫＰＧＴの加算は、加算許可判断部５４により許可されるとき（許可フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤ＝１）に実行される。こうして、空燃比をリッチにすべき時（すなわち、演算コードＰＧＲＣＭＯＤがＫＰＧＴの加算を示す時）であっても、実空燃比が目標空燃比近傍で安定していないときは、目標パージ量の増加によって空燃比がさらに不安定になるおそれがあるので、目標パージ量の増加を禁止する。
【００４５】
目標パージ量補正部５８は、演算部５７により算出されたＫＰＧＴで、目標パージ量ＱＰＧＣを補正する。最終パージ量算出部５９は、該補正後の目標パージ量ＱＰＧＣと、実パージ率ＰＧＲＡＴＥに基づいて、最終パージ量ＱＰＧＦを算出する。実パージ率ＰＧＲＡＴＥは、吸入空気量ＱＡＩＲに含める蒸発燃料の割合を示す。パージ制御弁３４は、最終パージ量ＱＰＧＦの蒸発燃料がパージされるよう制御される。
【００４６】
図３は、この発明の一実施例に従う、主なパラメータの挙動を示す図である。ＫＰＧＴの加算許可フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤ、目標空燃比ＫＣＭＤに対する実空燃比ＫＡＣＴ、パージ無し空燃比補正係数ＫＲＥＦＸに対するパージ有り空燃比補正係数ＫＡＦ、および演算コードＰＧＲＣＭＯＤの挙動が示されている。この例では、わかりやすくするため、目標空燃比ＫＣＭＤおよびパージ無し補正係数ＫＲＥＦＸが一定であるように示されているが、このような一定に限定されるものではない。
【００４７】
第１の範囲は、上限しきい値ＤＫＣＭＤＫＰＧおよび下限しきい値ＤＫＣＭＤＫＰＧＭにより規定される。第２の範囲は、上限しきい値ＤＫＡＦＫＰＧおよび下限しきい値ＤＫＡＦＫＰＧＭにより規定される。この例では、目標空燃比ＫＣＭＤが中央値を示すよう第１の範囲を設定しているが、このことには限定されない。代替的に、第１の範囲の中央値から目標空燃比ＫＣＭＤがずれるよう第１の範囲を設定してもよい。同様に、パージ無し補正係数ＫＲＥＦＸが中央値を示すよう第２の範囲を設定しているが、このことには限定されない。代替的に、第２の範囲の中央値からパージ無し補正係数ＫＲＥＦＸがずれるよう第２の範囲を設定してもよい。
【００４８】
第１および第２の範囲の幅は、パージ積算量（図示せず）に応じて変化している。パージ積算量が大きくなるほど、第１および第２の範囲の幅は狭くなるよう設定される。
【００４９】
時間ｔ０〜ｔ１において、パージ積算量が小さいので、第１の範囲および第２の範囲は、比較的大きな幅を持つよう設定されている。実空燃比ＫＡＣＴは、フィードバック制御により、目標空燃比ＫＣＭＤ近傍で安定している。実空燃比ＫＡＣＴが第１の範囲内に収まっているので、ＫＰＧＴの加算が許可される（Ｆ＿ＫＰＧＴＣＮＤ＝１）。しかしながら、パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲内に収まっているので、演算コードＰＧＲＣＭＯＤが、ＫＰＧＴの値を維持することを示す値１に設定され、目標パージ量を変更しないようにする。
【００５０】
時間ｔ１において、エンジンの運転状態の何らかの変化により、実空燃比ＫＡＣＴが、目標空燃比ＫＣＭＤに対し、リッチ方向に変化する。時間ｔ２〜ｔ３において、実空燃比ＫＡＣＴが、第１の範囲の上限しきい値ＤＫＣＭＤＫＰＧを超える。空燃比が安定していないので、ＫＰＧＴの加算を許可しないよう、許可フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤがゼロに設定される。こうして、目標パージ量の増加を禁止して、パージの増量によって空燃比がさらに不安定になるのを回避する。
【００５１】
時間ｔ１において、実空燃比ＫＡＣＴがリッチ方向に変化したので、空燃比フィードバック制御は、補正係数ＫＡＦを減少させて、実空燃比ＫＡＣＴをリーン方向に補正しようとする。時間ｔ２において、パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲の下限しきい値を下回り、よってＫＰＧＴの演算コードＰＧＲＣＭＯＤが、減算を示す値２に設定される。こうして、目標パージ量が減らされ、空燃比をリーン方向に変化させる。
【００５２】
時間ｔ３において、パージ積算量の増加に応じて、第１および第２の範囲の幅が減少しはじめている。時間ｔ３〜ｔ５において、フィードバック制御により、実空燃比ＫＡＣＴはリーン方向に変化する。実空燃比ＫＡＣＴが第１の範囲内に収まるので、ＫＰＧＴの加算を許可するよう、フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤが１に設定される。
【００５３】
実空燃比ＫＡＣＴがリーン方向に変化したので、空燃比補正係数ＫＡＦは、実空燃比ＫＡＣＴをリッチにするため増加する。時間ｔ３〜ｔ４においては、パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲内にあるので、ＫＰＧＴの値は維持される。時間ｔ４〜ｔ５においては、パージ有り補正係数ＫＡＦが、第２の範囲の上限しきい値を上回る。実空燃比ＫＡＣＴをリッチにするため、演算コードＰＧＲＣＭＯＤは、加算を示す値０に設定される。許可フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤが１に設定されているので、ＫＰＧＴの加算が実行される。ＫＰＧＴの加算により、目標パージ量が増え、よって空燃比をリッチ方向に変化させることができる。
【００５４】
時間ｔ５〜ｔ６において、実空燃比ＫＡＣＴは、リッチ方向に変化する。実空燃比ＫＡＣＴが第１の範囲の下限しきい値を下回るので、フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤがゼロに設定され、ＫＰＧＴの加算を禁止する。時間ｔ５〜ｔ６においては、パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲の上限値を超えており、演算コードＰＧＲＣＭＯＤは、加算を示す値ゼロに設定される。しかしながら、フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤがゼロなので、ＫＰＧＴの加算は禁止され、目標パージ量は増やされない。こうして、空燃比をリッチにすべき時であっても、空燃比が安定していないときは、目標パージ量の増加を禁止する。
【００５５】
図４〜図８は、本願発明の一実施形態に従う、蒸発燃料を制御するための一連のプロセスのフローチャートである。該プロセスは、典型的には、ＥＣＵのメモリ５ｃに格納されたプログラムにより、所定の時間間隔で実行される。
【００５６】
図４では、パージ積算量を算出するプロセスを示す。ステップＳ１において、エンジンが始動モードにあるかどうかを判断する。始動モードにあるならば、パージ積算量の前回値ＱＰＧＳＭＥＶＲ（ｋ−１）にゼロを設定する。始動モードになければ、ステップＳ３において、パージ積算量の前回値ＱＰＧＳＭＥＶＲ（ｋ−１）に、最終パージ量ＱＰＧＦを加算して、パージ積算量の今回値ＱＰＧＳＭＥＶＲ（ｋ）を算出する。
【００５７】
ステップＳ４において、パージ積算量ＱＰＧＳＭＥＶＲ（ｋ）に基づいて所定のマップを参照し、パージの状態を判別するコードを求める。該マップの一例を図９に示す。この例では、該マップは、パージ積算量ＱＰＧＳＭＥＶＲが大きくなるほど、パージ状態コードＫＥＶＲＳＴＸの値が大きくなるよう設定されている。パージ状態コードＫＥＶＲＳＴＸの値が大きくなるにつれ、キャニスタパージに対するダイレクトパージの割合が大きくなることを示す。ＫＥＶＲＳＴＸの値が１のとき、キャニスタはほぼ空であり、よって主にダイレクトパージのみが行われる。ＫＥＶＲＳＴＸの値がゼロのとき、主にキャニスタパージが行われることを示す。
【００５８】
図５は、ＫＰＧＴの加算を許可するかどうかを判断するプロセスを示す。ステップＳ１１およびＳ１２において、エンジンへの吸入空気量ＱＡＩＲに基づいて所定のマップを参照し、リッチ側基本しきい値ＤＫＣＭＤＫＰＮＸおよびリーン側基本しきい値ＤＣＫＭＤＫＰＭＸを求める。該マップの一例を、図１０に示す。吸入空気量ＱＡＩＲが増えるほど、これらの基本しきい値は大きくされる。これは、吸入空気量ＱＡＩＲが増えると、該吸入空気量ＱＡＩＲに対するパージ量の割合が小さくなり、よってパージによる空燃比への影響が減るからである。
【００５９】
ステップＳ１３において、パージ状態コードＫＥＶＲＳＴＸに基づいて所定のマップを参照し、しきい値補正係数ＫＤＫＣＭＤＫＮＸを求める。該所定のマップの一例を、図１１に示す。パージ状態コードＫＥＶＲＳＴＸが大きくなるほどすなわち、ダイレクトパージの割合が大きくなるほど、しきい値補正係数ＫＤＫＣＭＤＫＮＸを小さくし、第１の範囲の幅を狭める。
【００６０】
ステップＳ１４において、リッチ側基本しきい値ＤＫＭＤＫＰＮＸにしきい値補正係数ＫＤＫＣＭＤＫＮＸを乗算した値を目標空燃比ＫＣＭＤに加算し、第１の範囲の上限しきい値ＤＫＣＭＤＫＰＧを算出する。ステップＳ１５において、リーン側基本しきい値ＤＫＣＭＤＰＭＸにしきい値補正係数ＫＤＫＣＭＤＫＮＸを乗算した値を目標空燃比ＫＣＭＤから減算し、第１の範囲の下限しきい値ＤＫＣＭＤＫＰＧＭを算出する。
【００６１】
ステップＳ１６において、実空燃比ＫＡＣＴが、第１の範囲の下限しきい値ＤＫＣＭＤＫＰＧＭを下回っているかどうかを判断する。ステップＳ１７において、実空燃比ＫＡＣＴが、第１の範囲の上限しきい値ＤＫＣＭＤＫＰＧを上回っているかどうかを判断する。ステップＳ１６の判断がＮｏならば、実空燃比ＫＡＣＴが第１の範囲の下限しきい値を下回っていることを示し、ステップＳ１７の判断がＮｏならば、実空燃比ＫＡＣＴが第１の範囲の上限しきい値を上回っていることを示す。これらの場合、ＫＰＧＴの加算を禁止するため、フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤをゼロに設定する（Ｓ１８）。ステップＳ１６およびＳ１７の判断がＹｅｓならば、実空燃比ＫＡＣＴが第１の範囲内にあることを示す。この場合、ＫＰＧＴの加算を許可するため、フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤを１に設定する（Ｓ１９）。
【００６２】
図６は、ＫＰＧＴの演算形態を決定するためのプロセスを示す。ステップＳ２１において、所定の高側基本しきい値ＤＫＡＦＰＧＬＭＨに上記のしきい値補正係数ＫＤＫＣＭＤＫＮＸを乗算した値をパージ無し補正係数ＫＲＥＦＸに加算し、第２の範囲の上限しきい値ＤＫＡＦＫＰＧを算出する。ステップＳ２２において、所定の低側基本しきい値ＤＫＡＦＰＧＬＭＬに上記のしきい値補正係数ＫＤＫＣＭＤＫＮＸを乗算した値をパージ無し補正係数ＫＲＥＦＸから減算し、第２の範囲の下限しきい値ＤＫＡＦＫＰＧＭを算出する。
【００６３】
ステップＳ２３において、パージ有り補正係数ＫＡＦが、第２の範囲の下限しきい値ＤＫＡＦＫＰＧＭより大きいかどうかを判断する。ステップＳ２４において、パージ有り補正係数ＫＡＦが、上限しきい値ＤＫＡＦＫＰＧより大きいかどうかを判断する。ステップＳ２３の判断がＹｅｓでステップＳ２４の判断がＮｏならば、パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲内に収まっていることを示す。この場合、ステップＳ２５において、演算コードＰＧＲＣＭＯＤを１に設定し、これは、ＫＰＧＴの値の維持を示す。
【００６４】
ステップＳ２３の判断がＮｏならば、パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲の下限しきい値ＤＫＡＦＫＰＧＭを下回っていることを示す。ステップＳ２６において、演算コードＰＧＲＣＭＯＤを２に設定し、これは、ＫＰＧＴの減算を示す。
【００６５】
ステップＳ２３およびＳ２４の判断がＹｅｓならば、パージ有り補正係数ＫＡＦが第２の範囲の上限しきい値ＤＫＡＦＫＰＧを超えていることを示す。ステップＳ２７において、演算コードＰＧＲＣＭＯＤを０に設定し、これは、ＫＰＧＴの加算を示す。
【００６６】
図７は、ＫＰＧＴの演算を実行するプロセスを示す。ステップＳ３１において、演算コードＰＧＲＣＭＯＤの値が１ならば、ステップＳ３２に進み、ＫＰＧＴの値を維持する、すなわち、前回値ＫＰＧＴ（ｋ−１）を今回値ＫＰＧＴ（ｋ）に設定する。ステップＳ３２において、演算コードＰＧＲＣＭＯＤの値が２ならば、ステップＳ３４に進み、ＫＰＧＴを所定値ＤＫＰＧＴ１だけ減算する。ステップＳ３２の判断がＮｏならば、演算コードＰＧＲＣＭＯＤの値がゼロであることを示す。ステップＳ３３において、許可フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤの値を調べる。許可フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤの値が、許可を示す１ならば、ステップＳ３５に進み、ＫＰＧＴを所定値ＤＫＰＧＴ２だけ加算する。所定値ＤＫＰＧＴ２は、所定値ＤＫＰＧＴ１と同じ値でも異なる値でもよい。ステップ３３において、許可フラグＦ＿ＫＰＧＴＣＮＤの値が、加算を禁止することを示すゼロならば、ステップＳ３６に進み、ＫＰＧＴの値を維持する。
【００６７】
図８は、最終パージ量ＱＰＧＦを算出するプロセスを示す。ステップＳ４１において、図７のステップＳ３４〜Ｓ３６で算出されたパージ絞り係数ＫＰＧＴ（ｋ）を乗算することにより、目標パージ量ＱＰＧＣを補正する。ステップＳ４２において、目標パージ量ＱＰＧＣに実パージ率ＰＧＲＡＴＥを乗算して、最終パージ量ＱＰＧＦを算出する。ステップＳ４３において、最終パージ量ＱＰＧＦの蒸発燃料をパージするよう、パージ制御弁を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の一実施例に従う、内燃機関およびその制御装置を概略的に示す図。
【図２】この発明の一実施例に従う、制御装置のブロック図。
【図３】この発明の一実施例に従う、各種パラメータの挙動を示す図。
【図４】この発明の一実施例に従う、パージ積算量を算出するプロセスのフローチャート。
【図５】この発明の一実施例に従う、パージ絞り係数ＫＰＧＴの加算を許可するかどうか判断するプロセスのフローチャート。
【図６】この発明の一実施例に従う、パージ絞り係数ＫＰＧＴの演算形態を決定するプロセスのフローチャート。
【図７】この発明の一実施例に従う、パージ絞り係数ＫＰＧＴを算出するプロセスのフローチャート。
【図８】この発明の一実施例に従う、最終パージ量ＱＰＧＦを算出するプロセスのフローチャート。
【図９】この発明の一実施例に従う、パージ状態コードを求めるためのマップを示す図。
【図１０】この発明の一実施例に従う、基本しきい値を求めるためのマップを示す図。
【図１１】この発明の一実施例に従う、しきい値補正係数を求めるためのマップを示す図。
【符号の説明】
【００６９】
１  エンジン      ２  吸気管
５  ＥＣＵ        ３４  パージ制御弁
【図１】
2006083745.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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